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1、第九章 问题解决,一、问题解决的概述 二、问题解决的策略 三、问题解决的障碍物和推动力 四、专家知识,一、问题解决的概述,1、问题和问题解决的涵义 2、问题解决类型,1、问题和问题解决的涵义,（1）何谓问题 Duncker,1945 一个问题产生于一个活着的人，他有一个目标，但又不知道怎样做才能达到这个目标之时，每当他不能通过简单的行动从一种情境到达另一种需要的情境时，就要求助于思考这种思考的任务是设计某种行动，这种行动能使其从当前的情境达到需要的情境。,定义要点,如果你已经知道怎样根据已知的情境去行动（或系列行动），那你实际上就不存在问题。 只有当你不知道采取什么步骤达到目标，或者必须采取中
2、介行动时，你才算遇上问题。,按照已知的定义条件，下列问题属于心理学意义上的“问题”吗？ A: 2+3=? B: 23738=? 为什么？,所有的问题都包含有3个基本的成分： (1)给定：问题的起始状态； (2)目标：问题要求的答案或目标状态； (3)障碍：给定与目标之间的隔阂物，通过思维可以寻找解决的方法。,问题解决中的问题的真正涵义,问题解决强调的是Duncker（邓克尔）的观点：当你不知道怎么做时，你做什么？,（2）问题解决,问题解决（Problem Sovling）是指由一定情境引起，按照一定的目标，应用一定认知操作或技能活动，使问题得到解决的过程。,问题空间是指问题解决者对所要解决问题
3、的一切可能的认识状态，包括对问题的初始状态和目标状态的认识，以及如何由初始状态转化为目标状态的认识等。,问题解决的特征,目的指向性 操作序列 认知操作,问题解决的周期,问题识别 问题定义 策略构思 信息组织 资源分配 监控 评价,2、问题解决的类型,（1）明确限定性问题（界定良好的问题） （2）非明确限定性问题（界定不良问题）,（1）明确限定性问题,明确界定问题是指对问题的起始状态和目标状态都作了明确规定，并最终会有一个明确答案。 归纳结构问题 三种类型 转换问题 重新排列,归纳结构问题,要求问题解决者对自己所面临问题中诸成分的关系作出鉴别，并要在它们之间建构一种新的关系来解决问题。 如 类比
4、“拍”与“皮球”，那么在“乒乓球”的前面应该写什么呢？ 律师：客户：医生：（ ） （护士、病人、药物、医学博士）,转换问题,要求问题解决者运用一系列算子或者操作过程，把问题的初始状态转换为目标状态。,重新排列,要求问题解决者对所面临问题中诸成分在脑中进行重新排列，或者以满足某一种方式进行重新组合。 如把用“PYOLGSCHOY”较快的时间改排使其具有意义。,（2）非明确限定性问题,非明确限定性问题是指问题的初始状态或目标状态以及可能的认知操作都不清楚，或没有明确说明，使问题具有不确定性。,这个故事象一个笑话。一个年轻男子有一次去请一个算命人看手相。当他听了算命人的预言时，他大笑起来，而且大声说
5、算命人说的全无意义。年轻人不知道的是，这个算命人是一个魔法无边的女巫。不幸的是，年轻人极大地触怒了女巫，所以，女巫把一个符咒投在年轻人身上。她用符咒将他变成一个既强有力的赌徒，又是一个永远输钱的人。他不得不去赌博，却又赢不到一分钱。年轻人赌场失意，但却是情场得意。他刚刚与一个非常富有的女人结婚。她每天都十分高兴地陪丈夫去赌场。她给他钱，当他在赌桌上把所有的钱都输掉时，她却面带着幸福的微笑。就这样，他们一起过着幸福地生活到永远。为什么年轻男子的妻子这样喜欢看他输钱？,假设有张方格板，板上 有64个黑方格和白方格 。还有32张多米诺骨牌， 每张骨牌在方格上占两个 方格，这样可以用32张骨 牌摆满整
6、个方格板。 现在，假设把这张方格板 一条斜对角线上的两个方格 去掉，如右图。现在有62个 方格，能否用31张骨牌 摆满这62个方格呢？为什么？,二、问题解决的策略,1、算法 2、启发式,1、算法,算法是指在问题空间内，随机搜索所有可能的算子或途径，直到选出一种有效的方法来解决问题的策略。,2、启发式,启发式是指个体根据自己已有的知识经验，在问题空间内进行粗略搜索来解决问题的策略。,（1）手段-目的分析,该策略的核心是要发现问题的当前状态与目标状态的差别，并应用算子来缩小这种差别。 河内塔问题 传教士和野人过河问题 森林纵火者和森林热爱者问题,野人与传教士过河问题,你去书店想找一本书，Horte
7、nse著的一个月赚一百万，你不知道这本书在那个位置上。解决这个问题的算法是怎样的？可以用启发式吗？,（2）逆向搜索,在解决问题时，设置一个目标状态，由此出发，想出相应的步骤退回到当前状态，在实际操作时又反过来，从当前状态走到目标状态。,三个人在进行赌博，每一局的结果都是一个人输，其他两人赢。 输者必须支付赢家当前所有的钱数。三个人一共赌了三局。在第三局结束时， 每个人都各输了一局， 且每个人所有的钱数都是8美元。问每个人最初的赌注是多少？,问题解决的阶段,认知心理学认为，问题解决可以分为4个阶段： （1）问题表征 （2）选择算子 （3）应用算子 （4）评价当前状态,三、问题解决的障碍物和推动力
8、,1、双绳问题,2、一名妇女住在一个小镇上，她 married 那个镇上20名不同的男子。它们所有人都还活着，而且她从未与任何人离婚。然而，她又没有违反法律。你知道她是如何做到的吗？,3、你把一些黑色和棕色的袜子放进抽屉里，混合比例是5比1。请问，你必须从抽屉里抽取多少只袜子才能确保你取出来的袜子里有两只是相同颜色的？,心理定势（mental set）:是一种思维的框架，是指用于表征一个问题、问题情境或者问题解决程序的已有模型。,卢金斯的水罐问题,用这些水罐作为量具。要求被试量取一定量的水，每个水罐的容量各不相同。,功能固着（functional fixedness）,或称功能固定性（ fun
9、ctional fixity），即我们看不出如何将一个物体作为工具来帮助我们解决问题，因为这不是这个物体的正常功能。 下面的实验描述了邓克尔对功能固着的研究。,邓克的盒子问题,被试的任务是把三支小蜡烛安置在与视线相平行的门上。 被试使用的材料放在桌子上：几枚大头钉、几根火柴、三个火柴盒大小的用纸板做的盒子以及蜡烛。,结果,在控制条件下，所有的被试都解决了问题。 在“功能固着”条件下，7个测试者只有3个人解决了问题。 第三种条件下只有1个测试者解决了问题。,“九点阵”问题, ,肿瘤问题 假如你是个医生，面临一个胃部患恶性肿瘤的病人，这个病人不能动手术，但如果不摧毁肿瘤，病人会死掉。有一种射线可用
10、来摧毁肿瘤，但如果用高强度射线幅射肿瘤，肿瘤虽会被摧毁，但这种高强度射线也会使肿瘤通道上的健康组织受到损伤。强度较低的射线对健康组织无害，但也不会摧毁肿瘤，用什么方式能使射线摧毁肿瘤同时又避免伤害健康组织呢?,问题解决的推动力-类比迁移,军事问题,有一位将军希望攻破一座城堡，城堡坐落在国家的中心位置，从城堡向外有很多辐射状道路，所有道路都埋有地雷，所以，尽管小队人马可以安全通行，但是任何大批军队都会引爆地雷，因此，投入全部兵力单一直接进攻是不可能的。请问：将军该怎么办？,酝酿避免负迁移,提高酝酿效果的两种方式 1）在问题的起初阶段投入足够的时间 2）留出足够的酝酿时间,四、专家知识,通常专家是
11、指在其所从事的领域内具有10年以上经验的人。 问题：专家更聪明吗？知识？能力？,专家和新手的比较,1、在知识组织上的差异 专家的图式涉及庞大的、彼此紧密相连的知识单元，它们是根据各知识单元潜在的结构相似性而被组织在一起的。相反，新手的图式涉及一些相对较小的、无关联的知识单元，它们是根据表面相似性而组织在一起的。,Eylon的实验,心理学家Eylon等把有关物理学中“浮力的知识”内容整理成两种形式：一种传统的线性的组织方式（物理教材形式），另一种是根据专家的有关浮力的知识分析结果以层次方式呈现给学习物理的学生。,结果表明:使用层次性教材比使用线性教材被试者在对材料的保持以及解决问题的成绩上分别高
12、出40%和25%的成绩。,Chi等人的研究,Chi等人在一项研究中把被试的专门知识分为三个水平，其中专家是物理学研究生，中间水平的被试是物理学专业的四年级本科生。新手则是只学过一点物理学入门课程的学生。,该研究分为四个步骤，被试的任务是对40道物理题进行分组。第一步，被试只需对这些物理问题进行分组。第二步，要求他们检查自己的分组情况，并允许其对原来的组再进行划分，第三步，要求已再划分出的组进行检查并进行更细的划分。第四步，重新检查最初划分出的组，并根据自己认为合适的物理学原理把它们合并起来。,2、在知识数量上的差异,德格鲁特（1965），出色棋手，致力于研究不同级别的棋手如何走棋。 他让象棋大师和普通棋手看实际比赛的棋局各5秒，然后打乱棋子，让他们各自重新恢复刚才的棋局。,3、组装问题,在问题解决时，专家花费更多的时间去表征问题而在运用策略上花得时间较少。而新手正好相反。,思考题,名词：问题解决、问题空间、算法、启发法、手段-目的分析、心理定势、功能固着 1、 谈谈问题解决中的启发式策略。 2、在问题解决中经常遇到哪些障碍？举例说明。 3、问题和问题解决的特征各是什么？ 4、问题解决可分为哪几个阶段？,
